Экологические аспекты синтеза и потенциального использования новых систем на основе хитина и хитозана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Егоров Антон Романович

• Егоров Антон Романович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Егоров Антон Романович

1.1. Зеленая химия. Хитин и хитозан

1.2. Химия хитина в контексте зеленой химии

1.2.1. Система щёлочь/мочевина

1.2.2. Система хлорид кальция/метанол

1.2.3. Система диметилацетамид/ЫС1

1.2.4. Ионные жидкости

1.3. Химия хитозана в контексте зеленой химии

1.4. Загрязнение окружающей среды антибиотиками и пути решения данной проблемы с использованием достижений хитинологии

1.5. Общая характеристика работы

Глава 2. Зеленый синтез новых водорастворимых селенсодержащих производных хитина и хитозана

2.1. Получение новых водорастворимых селенсодержащих производных хитозана

2.2. Получение новых водорастворимых селенсодержащих производных хитина

2.3. Антимикробные свойства селенсодержащих производных хитина и хитозана

2.4. Получение наночастиц на основе селенсодержащих производных хитина и хитозана и их антимикробные свойства

2.5. Токсичность селенсодержащих производных хитина и хитозана и наночастиц на их основе

2.6. Каталитические исследования селенсодержащих производных хитина и хитозана, а также наночастиц на их основе

2.7. Заключение к главе

Глава 3. Получение новых конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан и наночастиц на их основе

3.1. Синтез конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан, в которых ципрофлоксацин непосредственно присоединен к полимерной цепи (схема 9, система 1)

3.2. Синтез конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан, в которых ципрофлоксацин связан с полимерной цепью через рН-чувствительный спейсер (схема 9, система 5)

3.3. Получение наночастиц загруженных ципрофлоксацином

3.3.1. Получение загруженных ципрофлоксацином наночастиц из NPs-C-CS-I-M, NPs-C-CS-II-M и NPs-C-CS-III-M (схема 9, система 3)

3.3.2. Получение наночастиц, загруженных ципрофлоксацином, из других полимеров методом ионного гелеобразования (схема 9, система 4 и схема 9, система 6)

3.3.3. Изучение высвобождения лекарственного средства

3.4. Антибактериальная активность наночастиц и конъюгатов in vitro

3.5. Антибактериальная активность загруженных самособирающихся наночастиц на основе конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан без спейсера in vivo

3.6. Токсичность загруженных самоорганизующихся наночастиц на основе конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан без спейсера

3.7. Заключение к главе

Глава 4. Экспериментальная часть

4.1. Материалы и методы

4.1.1. Материалы

4.1.2. Общие методы

4.2. Синтез селенсодержащих производных хитозана

4.3. Синтез селенсодержащих производных хитина

4.4. Получение наночастиц селенсодержащих производных хитозана и хитина

4.5. Модельная реакция ципрофлоксацина с н-бутиламином

4.6. Синтез конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан, в которых ципрофлоксацин непосредственно присоединен к полимерной цепи (без спейсера, схема 9, система 1; таблица 12)

4.7. Синтез конъюгатов ципрофлоксацин-хитозан, в которых ципрофлоксацин связан с полимерной цепью через рН-чувствительный спейсер (схема 9, система

5; таблица 15)

4.7.1. Синтез гидразона 1 (схема 12, А)

4.7.2. Синтез соединения 2 (схема 12, B)

4.7.3. Конъюгация соединения 2 с хитозаном (схема 12, C)

4.8. Приготовление незагруженных ципрофлоксацином наночастиц (схема 9, система 2; таблица 13 и таблица 16)

4.9. Приготовление загруженных ципрофлоксацином наночастиц (схема 9, система 3; таблица 17 и схема 9, системы 4, 6; таблица 18)

4.10. Исследование кинетики высвобождения лекарств

4.11. Антибактериальная активность

4.12. Противогрибковая активность

4.13. МТТ-тест

4.14. Исследование токсичности

4.15. Статистический анализ

Основные результаты и выводы

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экологические аспекты синтеза и потенциального использования новых систем на основе хитина и хитозана»

Глава 1. Введение и общая характеристика работы 1.1. Зеленая химия. Хитин и хитозан

В современной экологической химии одним из важнейших направлений является развитие методов зеленой химии, о чём напрямую указывает всемирно известный химик-эколог Стэнли Манахан в своих фундаментальных работах в области химии окружающей среды, ставшими классическими для подготовки высококвалифицированных химиков-экологов во многих странах мира [1, 2]. Зелёная химия представляет собой совокупность методов и подходов, цель которых заключается в усовершенствовании химических процессов, направленном на уменьшение отрицательного влияния на окружающую среду.

Зеленая химия возникла в период, предшествовавший 1990-м годам, в результате различных существующих к тому времени идей, направленных на бережное отношение к окружающей среде (таких как принцип экономии атомов, идея перехода от металлических и металлокомплексных катализаторов к органокатализаторам), особенно в контексте возрастающего внимания к проблемам химического загрязнения в сочетании с постепенным истощением природных ресурсов [3]. Первоначально эти идеи обобщались под названием «химия для устойчивого развития» или «чистая химия» (что несколько противоречило ИЮПАК). Совокупность концепций, обобществлено именуемых зеленой химией, объединилась в конце 1990-х годов благодаря трудам профессоров Пола Анастаса и Джона Уорнера. Эти исследователи в своей книге «Зеленая химия: теория и практика» впервые сформулировали двенадцать принципов зеленой химии, которые указывают на способы снижения воздействия химических производств на окружающую среду и здоровье населения, а также указывают на исследовательские приоритеты для разработки технологий зеленой химии.

Двенадцать принципов зеленой химии были сформулированы следующим образом:

1. Профилактика: предотвращение образования химических отходов должно находиться в приоритете в сравнении с их обработкой или очисткой после их появления. Иначе говоря, лучше предупредить образование химических отходов, нежели организовывать их очистку или переработку.

2. Атомная экономия: синтетические методы должны быть сфокусированы на максимальном включении всех атомов реагентов в продукт реакции. Разумеется, соблюдение этого принципа приводит к минимизации образования отходов. К классическим реакциям, соответствующим принципу атомной экономии, относятся азид-алкиновая клик-реакция и ряд иных реакций циклоприсоединения.

3. Минимизация экологической опасности химических синтезов: синтетические методы должны быть сфокусированы на избежание или хотя бы минимизации использования веществ, токсичных для человека и/или окружающей среды.

4. Разработка максимально безопасных целевых соединений: целевые продукты химического синтеза должны быть не только носителями желаемых свойств, но и быть минимально токсичными.

5. Использование наиболее безопасных растворителей и вспомогательных веществ: в идеале предполагается сфокусироваться на возможностях избежать использования вспомогательных веществ, а синтезы проводить в самом экологически чистом растворителе - воде или же вообще без растворителя.

6. Высокая энергетическая эффективность: энергетические требования к процессу химического синтеза должны быть сведены к минимуму, а синтетические процессы и операции должны проводиться при температуре и давлении окружающей среды, когда это возможно и не противоречит остальным принципам зеленой химии.

7. Использование возобновляемого сырья: возобновляемое сырье всегда должно быть предпочтительнее невозобновляемого.

8. Минимизация синтетических операций: необходимо сфокусировать внимание на сведении по возможности к минимуму числа промежуточных стадий, таких как постановка и снятие защиты, поскольку каждая дополнительная стадия синтетического процесса требует не только дополнительных реагентов, но и может привести к образованию дополнительных отходов.

9. Максимальное использование каталитических процессов: каталитическим процессам, протекающим с высокой селективностью, всегда должно отдаваться предпочтение перед стехиометрическими реакциями. Также в рамках данного принципа при наличии выбора катализатора следует отдавать предпочтение органическим катализаторам, а не металлическим и металлокомплексным.

10. Биоразлагаемость: при планировании синтеза следует стремиться к тому, чтобы реагенты, катализаторы и целевые продукты химического синтеза по окончании работы с ними могли разлагаться естественным путем на экологически безопасные соединения.

11. Мониторинг в режиме реального времени для предотвращения загрязнения: следует разрабатывать методы аналитического контроля режиме реального времени с целью обеспечения мониторинга, позволяющего мгновенно детектировать образование экологически опасных веществ.

12. Предотвращение несчастных случаев: следует прилагать все усилия по подбору таких реагентов, целевых продуктов, вспомогательных веществ и катализаторов, которые исключают возможность возгорания или взрыва в данном конкретном синтетическом процессе.

Хитин и хитозан представляют собой природные полисахариды, которые характеризуются биосовместимостью, биодеградируемостью и отсутствием токсичности. Такие биологические свойства указанных полисахаридов соответствуют третьему, четвертому и десятому принципам зеленой химии. Важным структурно-химическим преимуществом хитозана является наличие в его

молекуле свободной первичной аминогруппы, что открывает широкие пути для его химической модификации с целью получения производных хитозана с новыми привлекательными биологическими, фармакологическими, физико-химическими и механическими свойствами. Также следует отметить, что многие (если не большинство) описанных в литературе продуктов химической модификации хитозана, протестированных в том или ином виде на токсичность, являются малотоксичными или вовсе нетоксичными, что соответствует четвертому принципу зеленой химии. Хитин и хитозан занимают среди природных полимеров второе место по распространенности после целлюлозы; их источники возобновляемы практически неисчерпаемы, что соответствует седьмому принципу зеленой химии. Таким образом, ввиду вышеупомянутых преимуществ хитин и хитозан являются крайне привлекательными объектами для реализации целей, идей и принципов зеленой химии.

По своей химической природе хитин и хитозан являются сополимерами Ы-ацетилглюкозамина и глюкозамина (рисунок 1). Главным параметром, характеризующим структурно-химическое отличие между этими двумя полимерами является так называемая степень деацетилирования. Степень деацетилирования соответствует доле глюкозаминных звеньев в макромолекуле, в то время как степень ацетилирования соответствует доле Ы-ацетилглюкозаминых звеньев. В хитинологии принято считать хитозаном сополимеры Ы-ацетилглюкозамина и глюкозамина со степенью деацетилирования менее 50% (или 0.5), а хитином - со степенью деацетилирования более 50%.

он

1ЧНАс *СА

/-\

Л/-ацетилглюкозаминное звено

Глюкозаминное звено

Рис. 1. Структура хитозана и хитина (СА - степень ацетилирования, СД - степень

деацетилирования).

1.2. Химия хитина в контексте зеленой химии

Безусловно хитин является весьма привлекательным объектом с точки зрения его экологических характеристик и востребованным исходным полимером с точки зрения зеленой химии. Однако особенности растворимости хитина очень сильно ограничивают его использование в зеленой химии. Макромолекулы хитина связаны друг с другом прочной системой водородных связей, из-за чего хитин принято рассматривать как сшитый полимер. Эти сшивки приводят к значительному уплотнению структуры хитина и затрудняют его растворение в том числе и из-за сложностей проникновения растворителя. Хотя компактная структура хитина затрудняет его растворение, тем не менее существуют некоторые системы растворителей, которые способны вызвать разрушение межцепных водородных связей и привести в конечном итоге к растворению хитина.

1.2.1. Система щёлочь/мочевина

Водный раствор гидроксида натрия и мочевины в качестве растворителя впервые был использован для быстрого растворения целлюлозы при низкой температуре в группе профессора Занга [4]. Чуть позже Ху и сотрудники использовали водный раствор NaOH/мочевины для растворения хитина [5]. В их научной группе было установлено, что водный раствор, содержащий 8 мас.% NaOH и 4 мас.% способен эффективно растворять хитин при 20°С Совершенно закономерно возникло мнение, что мочевина играет важную роль не только в разрушении системы водородных связей, но и в стабильности полученного раствора хитина. Однако полученный таким способом раствор оказался крайне чувствительным к температуре и при ее повышении превращался в гель. Впоследствии Ху и сотрудники использовали водный раствор NaOH/мочевины для растворения четырех видов природного хитина, полученного из крабов, креветок, куколок тутового шелкопряда и хитинового покрова мух, при этом исследуя поведение хитина в разбавленном растворе методами лазерного светорассеяния и вискозиметрии [6]. Результаты показали, что молекулы хитина существуют в

конформации статического макромолекулярного клубка, а гибкость цепи увеличивается от О до C4 в водной системе NaOH/мочевина. Позже Занг и ее коллеги приготовили прозрачный раствор хитина в водном растворе 8 мас.% NaOH/4 мас.% мочевины путем многократного повторения циклов замораживания/оттаивания [7]. Раствор хитина был непосредственно использован для приготовления гидрогеля, сохранившего структуру и свойства хитина. Каи и коллеги хитина использовали 1 М раствор NaOH и 0,3% раствор NaCЮ2 для предварительной обработки порошка технического хитина. Затем очищенный порошок хитина диспергировали в смешанной системе NaOH:мочевина:H2O в соотношении 11:4:85 по массе с образованием суспензии (3-8 мас.% хитина) . В дальнейшем получали прозрачный и вязкий раствор хитина путем замораживания суспензии при 20°С в течение ночи и последующего оттаивания при 5°С при интенсивном перемешивании [8]. Результаты показали, что наиболее важными факторами, непосредственно влияющими на растворимость хитина, являются концентрация NaOH и мочевины, а также температура растворения. Наилучшие результаты были достигнуты при использовании водного раствора 11 мас.% NaOH и 4 мас.%. мочевины. Механизм растворения хитина в водном растворе NaOH/мочевины при низкой температуре был изучен Зангом [9]. Результаты показали, что образование сети водородных связей между цепями хитина и NaOH играет ключевую роль в растворении хитина, тогда как мочевина важна для стабилизации системы. Итак, гидроксид-ионы постепенно разрушают систему водородных связей между макромолекулами. В это время другая часть гидроксид-ионов и аминогруппа мочевины образуют водородную связь, приводя к образованию кластеров гидрата мочевины, которые связываются с макромолекулами хитина водородными связями, что приводит к растворению хитина и стабилизации его раствора.

1.2.2. Система хлорид кальция/метанол

Раствор дигидрата хлорида кальция в метаноле неоднократно был использован в качестве растворителя хитина с образованием прозрачных вязких

растворов [10]. Важно отметить, что растворение протекает в мягких условиях при комнатной температуре без необходимости использования циклов заморозки и разморозки. В работах Токуры сообщается, что количество воды и количество ионов кальция оказывает решающее влияние на растворение хитина в метаноле, насыщенном дигидратом хлорида кальция. Кроме того, на растворимость хитина также оказывает выраженное влияние степень Ы-ацетилирования и молекулярная масса хитина [11]. При обсуждении механизма растворения хитина в данной системе растворителей было высказано предположение, что кальций атакует амидную связь в цепях хитина и разрушает тем самым систему межцепных водородных связей [12].

1.2.3. Система диметилацетамид/ЫС1

В 1976 г. впервые было упомянуть о том, что смесь хлорида лития (ЫС1) и Ы,Ы-диметилацетамида может быть использована в качестве растворителя хитина в мягких условиях [13]. Молекулярная масса хитина, безусловно, оказывает влияние на его растворимость в данной системе. При достаточно низких молекулярных массах (до 20 кДа) удается получить раствор, содержащий до 15 мас.% хитина. Для выяснения механизма растворения хитина использовали его 13 мас.% раствор в диметилацетамиде, содержащем 5 мас.% хлорида лития [14]. По данным спектроскопии ЯМР на ядрах 1Н, было выявлено сильное взаимодействие LiCl с гидроксильными и ацетамидными группами, которое, очевидно, позволяет разрушить межмолекулярные водородные связи и привести к растворению хитина. На данный момент система диметилацетамид/ЫС1 является самой используемой для осуществления полимераналогичных превращений хитина в гомогенном режиме.

1.2.4. Ионные жидкости

Как новые и перспективные среды, ионные жидкости обладают рядом преимуществ, практическое отсутствие давления насыщенного пара, высокая термическая стабильность, широкое электрохимическое окно, низкая

воспламеняемость. Эти свойства определяют их репутацию экологически чистых растворителей и катализаторов, и они широко используются в различных областях, таких как: катализаторы в синтезе органических соединений [15-17], полимеров [18-21]; использование в областях, связанных с биохимическими процессами [2224], металлокомплексным катализом [25], электрохимией в целом и электрокатализом в частности [26-32], очистными технологиями [33], удалением CO2 из газов [34], хранением и транспортировкой газов [15, 35], аналитической химией [36]. Zhang и соавторы впервые сообщили, что ионная жидкость хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия ([Bmim][Cl]) обладает превосходными растворяющими характеристиками для хитина и хитозана, а прозрачный и вязкий раствор 10 мас. % хитина или хитозана легко было получен за 5 ч при перемешивании данных полисахаридов в [Bmim][Cl] при 110°С [37]. В таблице 1 представлен ряд описанных в литературе ионных жидкостей, использованных для растворения хитина и максимальная массовая доля хитина в получаемых растворах.

Таблица 1. Растворимость хитина в ионных жидкостях [38].

Ионная жидкость Масс.% хитина

Глицинат тетрабутилфосфония 3

Лизинат тетрабутилфосфония 2

Валинат тетрабутилфосфония 4

Пропионат тетрабутилфосфония 3

Глицинат 1 -этил-3-метилимидазолия 6

Лизинат 1-этил-3-метилимидазолия 6

Фомиат 1-этил-3-метилимидазолий 5

Ацетат 1-этил-3-метилимидазолия 5

Пропионат 1-этил-3-метилимидазолия 14

Бутират 1-этил-3-метилимидазолия 15

Валерианат 1-этил-3-метилимидазолия 4

Каприлат 1 -этил-3-метилимидазолия 2

Среди перечисленных систем растворителей весьма затруднительно отнести к зелёным первые три, поскольку щелочь является агрессивным и экологически опасным реагентом [39], метанол - яд, диметилацетамид - также токсичный растворитель (ПДК 3 мг/м3) [40], хлорид лития опасен для кожи и слизистых оболочек [41]. Достаточно экологически чистыми являются ионные жидкости, однако возникает ряд вопросов, связанных с их утилизацией с одной стороны и высокой стоимостью с другой стороны [42].

К сожалению, хитин не растворим в воде. Примеры химической модификации хитина с использованием воды в качестве реакционной среды (разумеется, в гетерогенном режиме) представлены в литературе весьма скудно и касаются главным образом деацетилирования хитина с образованием хитозана [4353]. Тем не менее вода в случае хитина является идеальной реакционной средой с точки зрения зеленой химии и экологии. Важнейшим подходом к решению проблемы в подобных сложных случаях является поиск путей интенсификации химических превращений в гетерогенном режиме (воздействие микроволновым облучением, ультразвуком, повышенным гидростатическим давлением, активация исходного полимера переосаждением и проч., а также сочетание различных методов).

Недавно в нашей научной группе была показана возможность интенсификации ультразвуковым воздействием реакции алкилирования хитина простейшими алкилгалогенидами (1-азидо-3-хлорпропан-2-олом, схема 1) [52-54]. Нам удалось подобрать акустические условия, позволяющие не только осуществить интересующее нас полимераналогичное превращения в воде, но и сохранить целостность цепи исходного полимера.

он

Схема 1. Алкилирование хитина.

Поскольку данная работа имеет «зеленую» направленность, в рамках диссертационного исследования было решено продолжить развитие данного направления и попытаться распространить его на более сложные алкилгалогениды с целью разработки удобных одностадийных методик получения в мягких условиях производных хитина с привлекательными биологическими свойствами в самом экологически чистом растворителе - воде.

1.3. Химия хитозана в контексте зеленой химии

Хитозан в отличие от хитина хорошо растворяется в воде при кислых значениях рН, самым классическим растворителем для хитозана является 1% водный раствор уксусной кислоты. Таким образом, отличие от хитина, в случае с хитозаном не возникает проблемы в поиске экологически чистого растворителя. Проблема в данном случае кроется в другом. Дело в том, что именно из-за того, что реакционной средой для проведения химической модификации хитозана является вода (к тому же при кислых значениях рН), возможны побочные конкурирующие взаимодействия реагента с водой, а также гидролиз продукта химической модификации хитозана. Так, например, при алкилировании хитозана алкилгалогенидами возможен побочный гидролиз алкилирующего реагента (конкурирующий процесс нуклеофильного замещения) или же

дегидрогалогенирование (конкурирующий процесс элиминирования). В случае же реакций нуклеофильного присоединения - отщепления, протекающих по Лёк-Е механизму при обработке хитозана ароматическими альдегидами образующиеся основания Шиффа гидролизуются в уксуснокислой среде по азометиновой группе с образованием исходного хитозана и карбонильного соединения. Все упомянутые синтетические сложности приводят к необходимости использования избытков (и подчас очень больших избытков) модифицирующих реагентов. Литература изобилует подобными примерами.

В частности, в работах [55-59] сообщается о синтезе сукцинильных и/или глутарильных производных хитозана путём его обработки янтарным и/или глутаровым ангидридом в воде. Во всех случаях для достижения желаемой степени замещения требуется использовать двух- и более кратный избыток реагента в сравнении с расчётом. Этот факт объясняется конкурирующей побочной реакцией гидролиза указанных ангидридов до соответствующих карбоновых кислот (схема 2).

он он

соон

Схема 2. Получение сукцинильных производных хитозана и побочный процесс.

Для проведения реакций алкилирования хитозана алкилгалогенидами также используется алкилирующий реагент [60-66]. Причиной тому являются побочный гидролиз алкилирующих реагентов до соответствующих спиртов или же

конкурирующие реакции элиминирования галогеноводородов с образованием соответствующих олефинов (схема 3).

он он

Схема 3. Алкилирование хитозана (А) и побочные реакции (В и С).

Подобные эффекты практически постоянно наблюдаются и при ацилировании хитозана карбоновыми кислотами с использованием классического карбодиимидного метода и его модификаций [67-70]. Например, даже для достижения низких степеней замещения при взаимодействии сукцинилхолестерина с хитозаном требуются кратные избытки ацилирующего реагента и карбодиимида [71]. Это обусловлено побочной реакцией гидролиза образующегося активированного эфира. Однако стоит отметить, что образующиеся холестериновые производные хитозана способны к самосборке в наночастицы, которые могут быть загружены дексаметазоном для его интравитриальной доставки в стекловидное тело глаза.

Несколько по иной причине требуются избытки и при синтезе оснований

Шиффа из хитозана путем его обработки альдегидами [72-76]. Например, для

получения замещенных салицилиденовых производных хитозана независимо от

степени замещения требуется избыток ароматического альдегида, причем избыток

возрастает с увеличением требуемой степени замещения в сравнении с расчетным

количеством реагента [76]. Данный факт обусловлен гидролитическим

16

расщеплением основания Шиффа в кислой среде на исходные соединения (в щелочной же среде основания Шиффа устойчивы к гидролизу).

Вторым важным вопросом в химии хитозана является селективность реакций, особенно реакций замещения. Классическим примером в данном случае может служить получение диэтиламиноэтильных производных хитозана, которые интересны и перспективны в качестве сорбентов для удаления экологических поллютантов из сточных вод [77]. Диэтиламиноэтильные производные хитозана получают путем его обработки диэтиламиноэтилхлоридом в качестве алкилирующего реагента, выступающего в качестве электрофила в данной реакции нуклеофильного замещения. Поскольку в молекуле хитозана имеется два типа нуклеофильных реакционных центра - гидроксильные группы и первичные аминогруппы, данная реакция может протекать как О-замещение и как Ы-замещение [78]. Обычно для достижения селективного замещения требуется использовать стадии постановки и снятия защитных групп, что совершенно не вписывается в принципы зеленой химии. В связи с этим актуальной задачей химии хитозана, лежащей в плоскости зеленой химии и экологии является поиск альтернативных подходов, позволяющих достичь селективности без использования дополнительных стадий синтеза.

Две указанные выше проблемы в химии хитозана (необходимость больших избытков реагентов для модификации и селективность реакций, например, алкилирования), имеющие непосредственное отношение к зеленой химии в некоторых случаях могут быть решены с использованием сонохимических решений. В качестве яркого примера можно привести следующий.

Производные хитозана с азидной функциональной группой крайне широко

применяются в клик-химии [79, 80]. В литературе описан ряд способов получения

азидных производных, но они не отличаются высокой селективностью [81-85].

Селективные же синтезы азидных производных многостадийны, включают стадии

постановки и снятия защитных групп, требующие достаточно жёстких для химии

хитозана условий [86-88]. И то и другое не соответствует экологическим

принципам зеленой химии. В связи с вышесказанным разработка методик синтеза

17

азидных производных хитина, соответствующих принципам зеленой химии, представляет собой актуальную задачу. В работе [89] был предложен синтез азидных производных хитина путем его алкилирования 1-азидо-3-хлорпропан-2-олом (схема 4), причем синтезы были приведены как в присутствии ультразвука, так и без ультразвукового воздействия.

он он

/""ОН N3

Схема 4. Получение (3-азидо-2-гидрокиспропил)хитозана.

Алкилирование хитозана возможно как по гидроксильным группам (О-замещение), так и по аминогруппам (^-замещение). При сравнении выбранных оптимальный акустических условий (частота 80 кГц, мощность 250 Вт) с традиционными условиями синтеза (комнатная температура, рН = 6) были получены результаты, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Сравнение традиционных и ультразвуковых синтезов.

Одинаковые условия Условия синтезов без использования ультразвука Условия синтезов под воздействием ультразвука

I II III

СЗ Т, °С рН СЗ^ СЗо АХП :ХЗ Время СЗ^ СЗо АХП :ХЗ Время

0.15 25 °С 6 0.09 0.11 1:1 5 ч 0.15 0 0.5:1 15 мин

0.45 25 °С 6 0.22 0.23 8:1 5 ч 0.45 0 2:1 15 мин

При прочих равных условиях (таблица 2, столбец 1) действие

ультразвукового облучения сказывается в выраженном уменьшении времени

18

протекания реакции, а также в снижении необходимого избытка алкилирующего реагента. Ультразвуковое воздействие позволяет получать при рН = 6, Т = 25 °С селективно замещенные по аминогруппе производные со степенями замещения 0.15 и 0.45.

Таким образом, правильно подобранные акустические условия позволяют использовать ультразвук в химии хитозана как для уменьшения избытка алкилирующего реагента, так и для повышения селективности процесса алкилирования и уменьшения времени реакции, что соответствует принципам зеленой химии.

В рамках данного диссертационного исследования было решено продолжить развитие ультразвукового направления и попытаться распространить его на более сложные алкилгалогениды для получения новых редких в структурно-химическом отношении производных хитозана, при этом значительно уменьшив избыток алкилирующего реагента, достигая высокой селективности и сокращая время синтеза.

1.4. Загрязнение окружающей среды антибиотиками и пути решения данной проблемы с использованием достижений хитинологии

Нерациональная утилизация неиспользованных антибиотиков из промышленных фармацевтических предприятий, учреждений здравоохранения (главным образом, больниц) и жилых районов в значительной степени сказывается на постоянном поступлении антибиотиков в системы сточных вод. Антибиотики, поступившие в системы сточных вод, неизбежно попадают в почву, ухудшая качество поверхностных и грунтовых вод посредством механизмов стока, инфильтрации или фильтрации после осадков [90].

Сточные воды жилых массивов, фармацевтических заводов и иных предприятий, имеющих непосредственное отношение к работе с антибиотиками (биотехнологические и химические заводы), ферм и скотобоен, предприятий молочной промышленности, учреждений здравоохранения, содержащие

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Егоров Антон Романович, 2024 год

Список использованной литературы

1. Fundamentals of sustainable chemical science. / Manahan S. E.: CRC Press,

2009.

2. Environmental chemistry, Tenth edition. / Manahan S., 2017. - 1-752 c.

3. Constable D. J. C. Green and sustainable chemistry - The case for a systems-based, interdisciplinary approach // iScience. - 2021. - V. 24, № 12. - P. 103489.

4. Zhou J., Zhang L. Solubility of cellulose in NaOH/urea aqueous solution // Polymer Journal. - 2000. - V. 32, № 10. - P. 866-870.

5. Hu X., Du Y., Tang Y., Wang Q., Feng T., Yang J., Kennedy J. F. Solubility and property of chitin in NaOH/urea aqueous solution // Carbohydrate Polymers. - 2007. -V. 70, № 4. - P. 451-458.

6. Li G., Du Y., Tao Y., Liu Y., Li S., Hu X., Yang J. Dilute solution properties of four natural chitin in NaOH/urea aqueous system // Carbohydrate Polymers. - 2010. - V. 80, № 3. - P. 970-976.

7. Chang C., Chen S., Zhang L. Novel hydrogels prepared via direct dissolution of chitin at low temperature: Structure and biocompatibility // Journal of Materials Chemistry. - 2011. - V. 21, № 11. - P. 3865-3871.

8. Ding B., Cai J., Huang J., Zhang L., Chen Y., Shi X., Du Y., Kuga S. Facile preparation of robust and biocompatible chitin aerogels // Journal of Materials Chemistry. - 2012. - V. 22, № 12. - P. 5801-5809.

9. Fang Y., Duan B., Lu A., Liu M., Liu H., Xu X., Zhang L. Intermolecular Interaction and the Extended Wormlike Chain Conformation of Chitin in NaOH/Urea Aqueous Solution // Biomacromolecules. - 2015. - V. 16, № 4. - P. 1410-1417.

10. Tamura H., Tsuruta Y., Tokura S. Preparation of chitosan-coated alginate filament // Materials Science and Engineering C. - 2002. - V. 20, № 1-2. - P. 143-147.

11. Tamura H., Nagahama H., Tokura S. Preparation of chitin hydrogel under mild conditions // Cellulose. - 2006. - V. 13, № 4. - P. 357-364.

12. Tamura H., Sawada M., Nagahama H., Higuchi T., Tokura S. Influence of amide content on the crystal structure of chitin // Holzforschung. - 2006. - V. 60, № 5. -P. 480-484.

13. Austin P. R. Chitin solution // Chitin solution. - 1977.

14. Vincendon M. 1H NMR study of the chitin dissolution mechanism // Makromol. Chem. - 1985. - V. 186, № 9. - P. 1787-1795.

15. Rogers R. D., Seddon K. R. Ionic Liquids - Solvents of the Future? // Science.

- 2003. - V. 302, № 5646. - P. 792-793.

16. Deetlefs M., Seddon K. R. Ionic liquids: Fact and fiction // Chimica Oggi. -2006. - V. 24, № 2. - P. 16-23.

17. Timken H. K. C., Elomari S., Trumbull S., Cleverdon R. Chloroaluminate-based ionic liquid catalysts for ethylene-isoalkane alkylation for manufacture of high-octane gasoline alkylate // US Pat. - 2006.

18. Swatloski R. P., Holbrey J. D., Weston J. L., Rogers R. D. Preparation of magnetic cellulose composites using ionic liquids // Chimica Oggi. - 2006. - V. 24, № 2.

- P. 31-35.

19. Remsing R. C., Swatloski R. P., Rogers R. D., Moyna G. Mechanism of cellulose dissolution in the ionic liquid 1-n-butyl-3- methylimidazolium chloride: A 13C and 35/37Cl NMR relaxation study on model systems // Chemical Communications. -2006.10.1039/b600586c № 12. - P. 1271-1273.

20. Turner M. B., Spear S. K., Holbrey J. D., Daly D. T., Rogers R. D. Ionic liquid-reconstituted cellulose composites as solid support matrices for biocatalyst immobilization // Biomacromolecules. - 2005. - V. 6, № 5. - P. 2497-2502.

21. Swatloski R. P., Holbrey J. D., Spear S. K., Rogers R. D. Ionic Liquids for the dissolution and regeneration of cellulose // Molten Salts XIII. - 2002. - P. 155-164.

22. Turner M. B., Spear S. K., Holbrey J. D., Rogers R. D. Production of bioactive cellulose films reconstituted from ionic liquids // Biomacromolecules. - 2004. - V. 5, № 4. - P. 1379-1384.

23. Van Rantwijk F., Lau R. M., Sheldon R. A. Biocatalytic transformations in ionic liquids // Trends in Biotechnology. - 2003. - V. 21, № 3. - P. 131-138.

107

24. Sheldon R. A., Lau R. M., Sorgedrager M. J., van Rantwijk F., Seddon K. R. Biocatalysis in ionic liquids // Green Chemistry. - 2002. - V. 4, № 2. - P. 147-151.

25. Kmentova I., Gotov B., Gajda V., Toma S. The Sonogashira Reaction in Ionic Liquids // Monatshefte fur Chemie. - 2003. - V. 134, № 4. - P. 545-549.

26. Schucker R. C., Baird J., William C. Electrochemical oxidation of sulfur compounds in naphtha using ionic liquids // Electrochemical Oxidation of Sulfur Compounds in Naphtha Using Ionic Liquids. - 2019.

27. Abbott A. P., Capper G., McKenzie K. J., Glidle A., Ryder K. S. Electropolishing of stainless steels in a choline chloride based ionic liquid: An electrochemical study with surface characterisation using SEM and atomic force microscopy // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2006. - V. 8, № 36. - P. 42144221.

28. Liu Q. X., El Abedin S. Z., Endres F. Electroplating of mild steel by aluminium in a first generation ionic liquid: A green alternative to commercial Al-plating in organic solvents // Surface and Coatings Technology. - 2006. - V. 201, № 3-4. - P. 1352-1356.

29. Zein El Abedin S., Moustafa E. M., Hempelmann R., Natter H., Endres F. Electrodeposition of nano- and macrocrystalline aluminium in three different air and water stable ionic liquids // ChemPhysChem. - 2006. - V. 7, № 7. - P. 1535-1543.

30. Natter H., Bukowski M., Hempelmann R., Zein El Abedin S., Moustafa E. M., Endres F. Electrochemical deposition of nanostructured metals and alloys from ionic liquids // Zeitschrift fur Physikalische Chemie. - 2006. - V. 220, № 10-11. - P. 12751291.

31. Abbott A. P., Capper G., Swain B. G., Wheeler D. A. Electropolishing of stainless steel in an ionic liquid // Transactions of the Institute of Metal Finishing. - 2005. - V. 83, № 1. - P. 51-53.

32. Abbott A. P., Capper G., Davies D. L., Munro H., Rasheed R. K., Tambyrajah V. Electrochemical studies of ambient temperature ionic liquids based on choline chloride / Edited by. - ed. -: 2003. - V.: - Number of 439-452 c.Electrochemical studies of ambient temperature ionic liquids based on choline chloride. ACS Symposium Series. /

Abbott A. P., Capper G., Davies D. L., Munro H., Rasheed R. K., Tambyrajah V.: 2003. - C. 439-452 c.

33. Seddon K. R. Ionic liquids for clean technology // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. - 1997. - V. 68, № 4. - P. 351-356.

34. Chinn D., Vu D. Q., Driver M. S., Boudreau L. C. CO2 removal from gas using ionic liquid absorbents // CO<inf>2</inf> Removal from Gas Using Ionic Liquid Absorbents. - 2006.

35. Tempel D. J., Henderson P. B., Brzozowski J. R., Pearlstein R. M., Garg D. Ionic Liquid Based Mixtures for Gas Storage and Delivery // Ionic Liquid Based Mixtures for Gas Storage and Delivery. - 2006.

36. Anderson J. L., Armstrong D. W., Wei G. Ionic liquids in analytical chemistry // Analytical Chemistry. - 2006. - V. 78, № 9. - P. 2893-2902.

37. Xie H., Zhang S., Li S. Chitin and chitosan dissolved in ionic liquids as reversible sorbents of CO2 // Green Chemistry. - 2006. - V. 8, № 7. - P. 630-633.

38. Walther P., Ota A., Müller A., Hermanutz F., Gahr F., Buchmeiser M. R. Chitin Foils and Coatings Prepared from Ionic Liquids // Macromolecular Materials and Engineering. - 2016. - V. 301, № 11. - P. 1337-1344.

39. Yu J., Qiao Y., Jin L., Ma C., Paterson N., Sun L. Removal of toxic and alkali/alkaline earth metals during co-thermal treatment of two types of MSWI fly ashes in China // Waste Management. - 2015. - V. 46. - P. 287-297.

40. Baum S. L., Suruda A. J. Toxic hepatitis from dimethylacetamide // International Journal of Occupational and Environmental Health. - 1997. - V. 3, № 1. -P. 1-4.

41. Radomski J. L., Fuyat H. N., Nelson A. A., Smith P. K. The toxic effects, excretion and distribution of lithium chloride // The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. - 1950. - V. 100, № 4 :1. - P. 429-444.

42. Sanati A., Malayeri M. R., Busse O., Weigand J. J. Utilization of ionic liquids and deep eutectic solvents in oil operations: Progress and challenges // Journal of Molecular Liquids. - 2022. - V. 361. - P. 119641.

43. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications // Progress in Polymer Science (Oxford). - 2006. - V. 31, № 7. - P. 603-632.

44. Ravi Kumar M. N. V. A review of chitin and chitosan applications // Reactive and Functional Polymers. - 2000. - V. 46, № 1. - P. 1-27.

45. Dutta P. K., Duta J., Tripathi V. S. Chitin and Chitosan: Chemistry, properties and applications // Journal of Scientific and Industrial Research. - 2004. - V. 63, № 1. -P. 20-31.

46. Sashiwa H., Aiba S. I. Chemically modified chitin and chitosan as biomaterials // Progress in Polymer Science (Oxford). - 2004. - V. 29, № 9. - P. 887-908.

47. Shahidi F., Arachchi J. K. V., Jeon Y. J. Food applications of chitin and chitosans // Trends in Food Science and Technology. - 1999. - V. 10, № 2. - P. 37-51.

48. Ma Y., Xu S., Yue P., Cao H., Zou Y., Wang L., Long H., Wu S., Ye Q. Synthesis and evaluation of water-soluble imidazolium salt chitin with broad-spectrum antimicrobial activity and excellent biocompatibility for infected wound healing // Carbohydrate Polymers. - 2023. - V. 306. - P. 120575.

49. Xie Q., Yang J., Cai J., Shen F., Gu J. Homogeneous preparation of water-soluble products from chitin under alkaline conditions and their cell proliferation in vitro // International Journal of Biological Macromolecules. - 2023. - V. 231. - P. 123321.

50. Luan F., Xu Z., Wang K., Qi X., Guo Z. Synthesis of Water-Soluble Sulfonated Chitin Derivatives for Potential Antioxidant and Antifungal Activity // Marine Drugs. -2022. - V. 20, № 11. - P. 668.

51. Kritchenkov A. S., Kletskov A. V., Egorov A. R., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Zhaliazniak N. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. New water-soluble chitin derivative with high antibacterial properties for potential application in active food coatings // Food Chemistry. - 2021. - V. 343. - P. 128696.

52. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Abramovich R. A., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Kultyshkina E. K., Ballesteros Meza M. J., Pavlova A. V., Suchkova E. P., Le Nhat Thuy G., Van Tuyen N., Khrustalev V. N. Water-soluble triazole chitin derivative and its based nanoparticles: Synthesis, characterization, catalytic and antibacterial properties //

Carbohydrate Polymers. - 2021. - V. 257. - P. 117593.

110

53. Kritchenkov A. S., Kletskov A. V., Egorov A. R., Kurliuk A. V., Rubanik V. V., Khrustalev V. N. New water-soluble derivatives of chitin and their based nanoparticles: Antibacterial and catalytic activity // International Journal of Biological Macromolecules. - 2020. - V. 163. - P. 2005-2012.

54. Kritchenkov A. S., Kletskov A. V., Egorov A. R., Kurasova M. N., Tskhovrebov A. G., Khrustalev V. N. Ultrasound and click chemistry lead to a new chitin chelator. Its Pd(II) complex is a recyclable catalyst for the Sonogashira reaction in water // Carbohydrate Polymers. - 2021. - V. 252. - P. 117167.

55. Bashir S., Teo Y. Y., Ramesh S., Ramesh K., Khan A. A. N-succinyl chitosan preparation, characterization, properties and biomedical applications: a state of the art review // Reviews in Chemical Engineering. - 2015. - V. 31, № 6. - P. 563-597.

56. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Volkova O. V., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Yagafarov N. Z., Kurasova M. N., Dysin A. P., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. Active antibacterial food coatings based on blends of succinyl chitosan and triazole betaine chitosan derivatives // Food Packaging and Shelf Life. - 2020. - V. 25. - P. 100534.

57. Skorik Y. A., Kritchenkov A. S., Moskalenko Y. E., Golyshev A. A., Raik S. V., Whaley A. K., Vasina L. V., Sonin D. L. Synthesis of N-succinyl- and N-glutaryl-chitosan derivatives and their antioxidant, antiplatelet, and anticoagulant activity // Carbohydrate Polymers. - 2017. - V. 166. - P. 166-172.

58. Xu W., Xiao Y., Luo P., Fan L. Preparation and characterization of C-phycocyanin peptide grafted N-succinyl chitosan by enzyme method // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 113. - P. 841-848.

59. Yamaguchi R., Arai Y., Itoh T., Hirano S. Preparation of partially N-succinylated chitosans and their cross-linked gels // Carbohydrate Research. - 1981. - V. 88, № 1. - P. 172-175.

60. Pei L., Cai Z., Shang S., Song Z. Synthesis and antibacterial activity of alkylated chitosan under basic ionic liquid conditions // Journal of Applied Polymer Science. - 2014. - V. 131, № 7.

61. Sun X., Li J., Shao K., Su C., Bi S., Mu Y., Zhang K., Cao Z., Wang X., Chen X., Feng C. A composite sponge based on alkylated chitosan and diatom-biosilica for rapid hemostasis // International Journal of Biological Macromolecules. - 2021. - V. 182.

- P.2097-2107.

62. Bi S., Hu S., Zhou Z., Kong M., Liu Y., Feng C., Cheng X., Chen X. The green and stable dissolving system based on KOH/urea for homogeneous chemical modification of chitosan // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 120. - P. 1103-1110.

63. Almeida E. V. R., Frollini E., Castellan A., Coma V. Chitosan, sisal cellulose, and biocomposite chitosan/sisal cellulose films prepared from thiourea/NaOH aqueous solution // Carbohydrate Polymers. - 2010. - V. 80, № 3. - P. 655-664.

64. Nie J., Wang Z., Zhang J., Yang L., Pang Y., Hu Q. High strength chitosan rod prepared via LiOH/urea solvent through centrifugation induced orientation processing // RSC Advances. - 2015. - V. 5, № 83. - P. 68243-68250.

65. Nie J., Wang Z., Hu Q. Difference between Chitosan Hydrogels via Alkaline and Acidic Solvent Systems // Scientific Reports. - 2016. - V. 6, № 1. - P. 36053.

66. Wang Z., Nie J., Qin W., Hu Q., Tang B. Z. Gelation process visualized by aggregation-induced emission fluorogens // Nature Communications. - 2016. - V. 7, № 1. - P. 12033.

67. Assis H. C., Nascimento G. C. d., Roperto R., Sousa-Neto M. D., Lopes-Olhe F. C. Can Carbodiimide (EDC) and Chitosan Cross-linking Agents Effect the Longevity of Fiberglass Posts Luted with Different Types of Composite Cements to Root Dentin? // The journal of adhesive dentistry. - 2023. - V. 25, № 1. - P. 39-50.

68. Fitriana H. N., Lee J., Lee S., Moon M., Lee Y. R., Oh Y.-K., Park M., Lee J.-S., Song J., Lee S. Y. Surface Modification of a Graphite Felt Cathode with Amide-Coupling Enhances the Electron Uptake of Rhodobacter sphaeroides // Applied Sciences.

- 2021. - V. 11, № 16. - P. 7585.

69. Costa F., Maia S., Gomes J., Gomes P., Martins M. C. L. Characterization of

hLF1-11 immobilization onto chitosan ultrathin films, and its effects on antimicrobial

activity // Acta Biomaterialia. - 2014. - V. 10, № 8. - P. 3513-3521.

112

70. Shen J., Nada A. A., Abou-Zeid N. Y., Hudson S. M. Synthesis of chitosan iodoacetamides via carbodiimide coupling reaction: Effect of degree of substitution on the hemostatic properties // Carbohydrate Polymers. - 2020. - V. 229. - P. 115522.

71. Dubashynskaya N. V., Golovkin A. S., Kudryavtsev I. V., Prikhodko S. S., Trulioff A. S., Bokatyi A. N., Poshina D. N., Raik S. V., Skorik Y. A. Mucoadhesive cholesterol-chitosan self-assembled particles for topical ocular delivery of dexamethasone // International Journal of Biological Macromolecules. - 2020. - V. 158. - P. 811-818.

72. Donia A. M., Atia A. A., Elwakeel K. Z. Selective separation of mercury(II) using magnetic chitosan resin modified with Schiffs base derived from thiourea and glutaraldehyde // Journal of Hazardous Materials. - 2008. - V. 151, № 2-3. - P. 372-379.

73. Guo Z., Xing R., Liu S., Yu H., Wang P., Li C., Li P. The synthesis and antioxidant activity of the Schiff bases of chitosan and carboxymethyl chitosan // Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters. - 2005. - V. 15, № 20. - P. 4600-4603.

74. Antony R., Aran T., Manickam S. T. D. A review on applications of chitosan-based Schiff bases // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 129. - P. 615-633.

75. Guo Z., Xing R., Liu S., Zhong Z., Ji X., Wang L., Li P. Antifungal properties of Schiff bases of chitosan, N-substituted chitosan and quaternized chitosan // Carbohydrate Research. - 2007. - V. 342, № 10. - P. 1329-1332.

76. Dos Santos J. E., Dockal E. R., Cavalheiro E. T. G. Synthesis and characterization of Schiff bases from chitosan and salicylaldehyde derivatives // Carbohydrate Polymers. - 2005. - V. 60, № 3. - P. 277-282.

77. Pant A., Jain R., Ahammad S. Z., Ali S. W. Removal of antibiotic resistance genes from wastewater using diethylaminoethyl cellulose as a promising adsorbent // Journal of Water Process Engineering. - 2023. - V. 55. - P. 104109.

78. Критченков А. С. Новые функционализированные производные хитозана: подходы к получению и свойства; РУДН, 2021.

79. Kushwaha D., Dwivedi P., Kuanar S. K., Tiwari V. K. Click Reaction in Carbohydrate Chemistry: Recent Developments and Future Perspective // Current Organic Synthesis. - 2013. - V. 10, № 1. - P. 90-135.

80. Elchinger P. H., Faugeras P. A., Boens B., Brouillette F., Montplaisir D., Zerrouki R., Lucas R. Polysaccharides: The "Click" Chemistry Impact // Polymers. -2011. - V. 3, № 4. - P. 1607-1651.

81. Kulbokaite R., Ciuta G., Netopilik M., Makuska R. N-PEG'ylation of chitosan via "click chemistry" reactions // Reactive & Functional Polymers. - 2009. - V. 69, № 10. - P. 771-778.

82. Oliveira J. R., Martins M. C. L., Mafra L., Comes P. Synthesis of an O-alkynyl-chitosan and its chemoselective conjugation with a PEG-like amino-azide through click chemistry // Carbohydrate Polymers. - 2012. - V. 87, № 1. - P. 240-249.

83. Peng P., Cao X. F., Peng F., Bian J., Xu F., Sun R. C. Binding cellulose and chitosan via click chemistry: Synthesis, characterization, and formation of some hollow tubes // Journal of Polymer Science Part a-Polymer Chemistry. - 2012. - V. 50, № 24. -P. 5201-5210.

84. Yuan W. Z., Zhao Z. D., Gu S. Y., Ren J. Synthesis, Characterization, and Properties of Amphiphilic Chitosan Copolymers with Mixed Side Chains by Click Chemistry // Journal of Polymer Science Part a-Polymer Chemistry. - 2010. - V. 48, № 15. - P. 3476-3486.

85. Kritchenkov A. S., Artemyev A. A., Skorik Y. A. // Polymer Science. - 2018. - V. (submitted).

86. Kritchenkov A. S., Skorik Y. A. Click reactions in chitosan chemistry // Russian Chemical Bulletin. - 2017. - V. 66, № 5. - P. 769-781.

87. Carvalho L. C. R., Queda F., Santos C. V. A., Marques M. M. B. Selective Modification of Chitin and Chitosan: En Route to Tailored Oligosaccharides // Chemistry-an Asian Journal. - 2016. - V. 11, № 24. - P. 3468-3481.

88. Cheaburu-Yilmaz C. N., Karavana S. Y., Yilmaz O. Functionalized Chitosan for Pharmaceutical Applications // Current Organic Synthesis. - 2017. - V. 14, № 6. - P. 785-797.

89. Kritchenkov A. S., Kletskov A. V., Egorov A. R., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Zhaliazniak N. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. New water-soluble chitin derivative with high antibacterial properties for potential application in active food coatings // Food Chemistry. - 2021. - V. 343. - P. 128696.

90. Manyi-Loh C., Mamphweli S., Meyer E., Okoh A. Antibiotic Use in Agriculture and Its Consequential Resistance in Environmental Sources: Potential Public Health Implications // Molecules. - 2018. - V. 23, № 4. - P. 795.

91. Zhang Z., Wang B., Yuan H., Ma R., Huang J., Deng S., Wang Y., Yu G. Discharge inventory of pharmaceuticals and personal care products in Beijing, China // Emerging Contaminants. - 2016. - V. 2, № 3. - P. 148-156.

92. Spielmeyer A., Petri M. S., Hoper H., Hamscher G. Long-term monitoring of sulfonamides and tetracyclines in manure amended soils and leachate samples - A follow-up study // Heliyon. - 2020. - V. 6, № 8.

93. Kumar M., Jaiswal S., Sodhi K. K., Shree P., Singh D. K., Agrawal P. K., Shukla P. Antibiotics bioremediation: Perspectives on its ecotoxicity and resistance // Environment International. - 2019. - V. 124. - P. 448-461.

94. Barancheshme F., Munir M. Strategies to Combat Antibiotic Resistance in the Wastewater Treatment Plants // Frontiers in Microbiology. - 2018. - V. 8.

95. Kümmerer K. Significance of antibiotics in the environment // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. - 2003. - V. 52, № 1. - P. 5-7.

96. Zhang Q.-s., Zhu S.-c. Visual interpretability for deep learning: a survey // Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. - 2018. - V. 19, № 1. -P. 27-39.

97. Isman M. B. Challenges of Pest Management in the Twenty First Century: New Tools and Strategies to Combat Old and New Foes Alike // Frontiers in Agronomy. -2019. - V. 1.

98. Ishikawa N. F., Chikaraishi Y., Takano Y., Sasaki Y., Takizawa Y., Tsuchiya M., Tayasu I., Nagata T., Ohkouchi N. A new analytical method for determination of the nitrogen isotopic composition of methionine: Its application to aquatic ecosystems with

mixed resources // Limnology and Oceanography: Methods. - 2018. - V. 16, № 9. - P. 607-620.

99. Ho Y. B., Zakaria M. P., Latif P. A., Saari N. Degradation of veterinary antibiotics and hormone during broiler manure composting // Bioresource Technology. -2013. - V. 131. - P. 476-484.

100. Wu M., Long Z., Xiao H., Dong C. Recent research progress on preparation and application of N, N, N-trimethyl chitosan // Carbohydrate Research. - 2016. - V. 434. - P. 27-32.

101. Li J., Zhuang S. Antibacterial activity of chitosan and its derivatives and their interaction mechanism with bacteria: Current state and perspectives // European Polymer Journal. - 2020. - V. 138. - P. 109984.

102. Ma Z., Garrido-Maestu A., Jeong K. C. Application, mode of action, and in vivo activity of chitosan and its micro- and nanoparticles as antimicrobial agents: A review // Carbohydrate Polymers. - 2017. - V. 176. - P. 257-265.

103. Ke C.-L., Deng F.-S., Chuang C.-Y., Lin C.-H. Antimicrobial Actions and Applications of Chitosan // Polymers. - 2021. - V. 13, № 6. - P. 904.

104. Lan W., Du J., Sun Y., Xie J. Insight into the antibacterial activity and mechanism of chitosan caffeic acid graft against Pseudomonas fluorescens // International Journal of Food Science & Technology. - 2023. - V. 58, № 3. - P. 1317-1325.

105. Egorov A. R., Khubiev O., Rubanik V. V., Rubanik V. V., Lobanov N. N., Savilov S. V., Kirichuk A. A., Kritchenkov I. S., Tskhovrebov A. G., Kritchenkov A. S. The first selenium containing chitin and chitosan derivatives: Combined synthetic, catalytic and biological studies // International Journal of Biological Macromolecules. -2022. - V. 209. - P. 2175-2187.

106. Egorov A. R., Artemjev A. A., Kozyrev V. A., Sikaona D. N., Rubanik V. V., Rubanik Jr V. V., Kritchenkov I. S., Yagafarov N. Z., Khubiev O. M., Tereshina T. A., Kultyshkina E. K., Medjbour B., Khrustalev V. N., Kritchenkov A. S. Synthesis of Selenium-Containing Chitosan Derivatives and Their Antibacterial Activity // Applied Biochemistry and Microbiology. - 2022. - V. 58, № 2. - P. 132-135.

107. Kumar M. N. V. R., Muzzarelli R. A. A., Muzzarelli C., Sashiwa H., Domb A. J. Chitosan Chemistry and Pharmaceutical Perspectives // Chemical Reviews. - 2004. - V. 104, № 12. - P. 6017-6084.

108. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Krytchankou I. S., Dubashynskaya N. V., Volkova O. V., Shakola T. V., Kurliuk A. V., Skorik Y. A. Synthesis of novel 1H-tetrazole derivatives of chitosan via metal-catalyzed 1,3-dipolar cycloaddition. Catalytic and antibacterial properties of [3-(1H-tetrazole-5-yl)ethyl]chitosan and its nanoparticles // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 132. - P. 340-350.

109. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Skorik Y. A. Azide pre-click modification of chitosan: N-(2-azidoethyl)chitosan // Russian Chemical Bulletin. - 2018. - V. 67, № 10. - P. 1915-1919.

110. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Artemjev A. A., Kritchenkov I. S., Volkova O. V., Kiprushkina E. I., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Yagafarov N. Z., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. Novel heterocyclic chitosan derivatives and their derived nanoparticles: Catalytic and antibacterial properties // International Journal of Biological Macromolecules. - 2020. - V. 149. - P. 682-692.

111. Pereira L. A., da Silva Reis L., Batista F. A., Mendes A. N., Osajima J. A., Silva-Filho E. C. Biological properties of chitosan derivatives associated with the ceftazidime drug // Carbohydrate Polymers. - 2019. - V. 222. - P. 115002.

112. Dragostin O. M., Samal S. K., Dash M., Lupascu F., Pânzariu A., Tuchilus C., Ghetu N., Danciu M., Dubruel P., Pieptu D., Vasile C., Tatia R., Profire L. New antimicrobial chitosan derivatives for wound dressing applications // Carbohydrate Polymers. - 2016. - V. 141. - P. 28-40.

113. Abdelwahab H. E., Hassan S. Y., Yacout G. A., Mostafa M. A., El Sadek M. M. Synthesis and Biological Evaluation of New Imine- and Amino-Chitosan Derivatives // Polymers. - 2015. - V. 7, № 12. - P. 2690-2700.

114. Sun Z., Shi C., Wang X., Fang Q., Huang J. Synthesis, characterization, and antimicrobial activities of sulfonated chitosan // Carbohydrate Polymers. - 2017. - V. 155. - P. 321-328.

115. Kazemi M. S., Mohammadi Z., Amini M., Yousefi M., Tarighi P., Eftekhari S., Rafiee Tehrani M. Thiolated chitosan-lauric acid as a new chitosan derivative: Synthesis, characterization and cytotoxicity // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 136. - P. 823-830.

116. Gularte M. S., Anghinoni J. M., Abenante L., Voss G. T., de Oliveira R. L., Vaucher R. A., Luchese C., Wilhelm E. A., Lenardao E. J., Fajardo A. R. Synthesis of chitosan derivatives with organoselenium and organosulfur compounds: Characterization, antimicrobial properties and application as biomaterials // Carbohydrate Polymers. - 2019. - V. 219. - P. 240-250.

117. Nada A. A., El Aref A. T., Sharaf S. S. The synthesis and characterization of zinc-containing electrospun chitosan/gelatin derivatives with antibacterial properties // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 133. - P. 538-544.

118. Bayat F., Karimi A. R. Design of photodynamic chitosan hydrogels bearing phthalocyanine-colistin conjugate as an antibacterial agent // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 129. - P. 927-935.

119. Omidi S., Kakanejadifard A. Modification of chitosan and chitosan nanoparticle by long chain pyridinium compounds: Synthesis, characterization, antibacterial, and antioxidant activities // Carbohydrate Polymers. - 2019. - V. 208. - P. 477-485.

120. Shagdarova B., Lunkov A., Il'ina A., Varlamov V. Investigation of the properties of N-[(2-hydroxy-3-trimethylammonium) propyl] chloride chitosan derivatives // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 124. - P. 994-1001.

121. Anush S. M., Vishalakshi B., Kalluraya B., Manju N. Synthesis of pyrazole-based Schiff bases of Chitosan: Evaluation of antimicrobial activity // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 119. - P. 446-452.

122. Salama H. E., Abdel Aziz M. S., Sabaa M. W. Novel biodegradable and antibacterial edible films based on alginate and chitosan biguanidine hydrochloride // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 116. - P. 443-450.

123. Qu X., Liu H., Zhang C., Lei Y., Lei M., Xu M., Jin D., Li P., Yin M., Payne G. F., Liu C. Electrofabrication of functional materials: Chloramine-based antimicrobial film for infectious wound treatment // Acta Biomaterialia. - 2018. - V. 73. - P. 190-203.

124. Arshad N., Zia K. M., Jabeen F., Anjum M. N., Akram N., Zuber M. Synthesis, characterization of novel chitosan based water dispersible polyurethanes and their potential deployment as antibacterial textile finish // International Journal of Biological Macromolecules. - 2018. - V. 111. - P. 485-492.

125. Salama H. E., Aziz M. S. A., Saad G. R. Thermal properties, crystallization and antimicrobial activity of chitosan biguanidine grafted poly(3-hydroxybutyrate) containing silver nanoparticles // International Journal of Biological Macromolecules. -2018. - V. 111. - P. 19-27.

126. Rizwan M., Yahya R., Hassan A., Yar M., Anita Omar R., Azari P., Danial Azzahari A., Selvanathan V., Rageh Al-Maleki A., Venkatraman G. Synthesis of a novel organosoluble, biocompatible, and antibacterial chitosan derivative for biomedical applications // Journal of Applied Polymer Science. - 2018. - V. 135, № 9. - P. 45905.

127. Khairul W. M., Daud A. I., Ismail N. Understanding the properties of chitosan aryl substituted thioureas in their role and potential as antibacterial agents // AIP Conference Proceedings. - 2018. - V. 1933, № 1. - P. 020002.

128. Liu X., Xia W., Jiang Q., Yu P., Yue L. Chitosan oligosaccharide-N-chlorokojic acid mannich base polymer as a potential antibacterial material // Carbohydrate Polymers. - 2018. - V. 182. - P. 225-234.

129. Lalge R., Thipsay P., Shankar V. K., Maurya A., Pimparade M., Bandari S., Zhang F., Murthy S. N., Repka M. A. Preparation and evaluation of cefuroxime axetil gastro-retentive floating drug delivery system via hot melt extrusion technology // International Journal of Pharmaceutics. - 2019. - V. 566. - P. 520-531.

130. Mandal U. K., Chatterjee B., Senjoti F. G. Gastro-retentive drug delivery systems and their in vivo success: A recent update // Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2016. - V. 11, № 5. - P. 575-584.

131. Lupascu F. G., Dash M., Samal S. K., Dubruel P., Lupusoru C. E., Lupusoru R. V., Dragostin O., Profire L. Development, optimization and biological evaluation of

119

chitosan scaffold formulations of new xanthine derivatives for treatment of type-2 diabetes mellitus // European Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2015. - V. 77. - P. 122-134.

132. Mohammed M. A., Syeda J. T. M., Wasan K. M., Wasan E. K. An overview of chitosan nanoparticles and its application in non-parenteral drug delivery // Pharmaceutics. - 2017. - V. 9, № 4. - P. 53.

133. Tin S., Sakharkar K. R., Lim C. S., Sakharkar M. K. Activity of Chitosans in combination with antibiotics in Pseudomonas aeruginosa // International Journal of Biological Sciences. - 2009. - V. 5, № 2. - P. 153-160.

134. Asghar M. A., Yousuf R. I., Shoaib M. H., Asghar M. A., Ansar S., Zehravi M., Rehman A. A. Synergistic nanocomposites of different antibiotics coupled with green synthesized chitosan-based silver nanoparticles: Characterization, antibacterial, in vivo toxicological and biodistribution studies // International Journal of Nanomedicine. -2020. - V. 15. - P. 7841-7859.

135. Barakat K. M., Gohar Y. M. Nanosilver-marine fungal chitosan as antibiotic synergizers against sepsis fish bacteria // Iranian Journal of Microbiology. - 2015. - V. 7, № 6. - P. 324-332.

136. Ibrahim H. M., El-Bisi M. K., Taha G. M., El-Alfy E. A. Chitosan nanoparticles loaded antibiotics as drug delivery biomaterial // Journal of Applied Pharmaceutical Science. - 2015. - V. 5, № 10. - P. 85-90.

137. Brasil M. S. L., Filgueiras A. L., Campos M. B., Neves M. S. L., Eugenio M., Sena L. A., Sant'Anna C. B., Da Silva V. L., Diniz C. G., Sant'Ana A. C. Synergism in the antibacterial action of ternary mixtures involving silver nanoparticles, chitosan and antibiotics // Journal of the Brazilian Chemical Society. - 2018. - V. 29, № 10. - P. 20262033.

138. Ong T. H., Chitra E., Ramamurthy S., Ling C. C. S., Ambu S. P., Davamani F. Cationic chitosan-propolis nanoparticles alter the zeta potential of S. Epidermidis, inhibit biofilm formation by modulating gene expression and exhibit synergism with antibiotics // PLoS ONE. - 2019. - V. 14, № 2. - P. e0213079.

139. Golmohamadi M., Ghorbani H. R., Otadi M. Synthesis of chitosan nanoparticles loaded with antibiotics as drug carriers and the study of antibacterial activity // J. Nanoanalysis. - 2019. - V. 6. - P. 72-79.

140. Sharma P. K., Halder M., Srivastava U., Singh Y. Antibacterial PEG-Chitosan Hydrogels for Controlled Antibiotic/Protein Delivery // ACS Applied Bio Materials. -2019.10.1021/acsabm.9b00570. - P. 5313-5322.

141. Aksel H., Mahjour F., Bosaid F., Calamak S., Azim A. A. Antimicrobial Activity and Biocompatibility of Antibiotic-Loaded Chitosan Hydrogels as a Potential Scaffold in Regenerative Endodontic Treatment // Journal of Endodontics. - 2020. - V. 46, № 12. - P. 1867-1875.

142. Thattaruparambil Raveendran N., Mohandas A., Ramachandran Menon R., Somasekharan Menon A., Biswas R., Jayakumar R. Ciprofloxacin-and Fluconazole-Containing Fibrin-Nanoparticle-Incorporated Chitosan Bandages for the Treatment of Polymicrobial Wound Infections // ACS Applied Bio Materials. - 2019. - V. 2, № 1. - P. 243-254.

143. Goller S., Turner N. J. The antimicrobial effectiveness and cytotoxicity of the antibiotic-loaded chitosan: Ecm scaffolds // Applied Sciences (Switzerland). - 2020. - V. 10, № 10. - P. 3446.

144. Fontana C. R., Dos Santos Jr D. S., Bosco J. M., Spolidorio D. M., Chierici Marcantonio R. A. Evaluation of chitosan gel as antibiotic and photosensitizer delivery // Drug Delivery. - 2008. - V. 15, № 7. - P. 417-422.

145. Noel S. P., Courtney H., Bumgardner J. D., Haggard W. O. Chitosan films: A potential local drug delivery system for antibiotics // Clinical Orthopaedics and Related Research. - 2008. - V. 466, № 6. - P. 1377-1382.

146. Smith J. K., Bumgardner J. D., Courtney H. S., Smeltzer M. S., Haggard W. O. Antibiotic-loaded chitosan film for infection prevention: A preliminary in vitro characterization // Journal of Biomedical Materials Research - Part B Applied Biomaterials. - 2010. - V. 94, № 1. - P. 203-211.

147. Grimling B., Karolewicz B., Nawrot U., Wlodarczyk K., Gorniak A.

Physicochemical and antifungal properties of clotrimazole in combination with high-

121

molecular weight chitosan as a multifunctional excipient // Marine Drugs. - 2020. - V. 18, № 12. - P. 591.

148. Shahiwala A. F., Khan G. A., Bostanooei N. M. Efficacy of levofloxacin, chitosan and EDTA combination against methicillin resistant Staphylococcus aureus skin infections: In vitro and in vivo evaluations // Int. J. Clin. Med. Microbiol. - 2017. - V. 2.

- P. 119.

149. Perinelli D. R., Campana R., Skouras A., Bonacucina G., Cespi M., Mastrotto F., Baffone W., Casettari L. Chitosan loaded into a hydrogel delivery system as a strategy to treat vaginal Co-infection // Pharmaceutics. - 2018. - V. 10, № 1. - P. 23.

150. Norowski P. A., Courtney H. S., Babu J., Haggard W. O., Bumgardner J. D. Chitosan coatings deliver antimicrobials from titanium implants: A preliminary study // Implant Dentistry. - 2011. - V. 20, № 1. - P. 56-67.

151. Aimin C., Chunlin H., Juliang B., Tinyin Z., Zhichao D. Antibiotic loaded chitosan bar: An in vitro, in vivo study of a possible treatment for osteomyelitis // Clinical Orthopaedics and Related Research. - 1999. - V. 366. - P. 239-247.

152. Green Chemistry: Theory and Practice. / Anastas P. T., Warner J. C.: Oxford University Press, 1998.

153. Kinrys G., Gold A. K., Worthington J. J., Nierenberg A. A. Medication disposal practices: Increasing patient and clinician education on safe methods // J Int Med Res. - 2018. - V. 46, № 3. - P. 927-939.

154. Kraemer S. A., Ramachandran A., Perron G. G. Antibiotic Pollution in the Environment: From Microbial Ecology to Public Policy // Microorganisms. - 2019. - V. 7, № 6.

155. Aydin S., Aydin M. E., Ulvi A., Kilic H. Antibiotics in hospital effluents: occurrence, contribution to urban wastewater, removal in a wastewater treatment plant, and environmental risk assessment // Environ Sci Pollut Res Int. - 2019. - V. 26, № 1. -P. 544-558.

156. Muzzarelli R. A. A., Muzzarelli C. Chitosan chemistry: Relevance to the biomedical sciences // Polysaccharides 1: Structure, Characterization and Use / Heinze T.

- Berlin: Springer International Publishing, 2005. - P. 151-209.

122

157. Verma M. L., Kumar S., Das A., Randhawa J. S., Chamundeeswari M. Enzyme Immobilization on Chitin and Chitosan-Based Supports for Biotechnological Applications // Sustainable Agriculture Reviews 35: Chitin and Chitosan: History, Fundamentals and Innovations / Crini G., Lichtfouse E. - Cham: Springer International Publishing, 2019. - P. 147-173.

158. Verma M. L., Kumar S., Das A., Randhawa J. S., Chamundeeswari M. Chitin and chitosan-based support materials for enzyme immobilization and biotechnological applications // Environmental Chemistry Letters. - 2020. - V. 18, № 2. - P. 315-323.

159. Verma M. L., Dhanya B. S., Sukriti, Rani V., Thakur M., Jeslin J., Kushwaha R. Carbohydrate and protein based biopolymeric nanoparticles: Current status and biotechnological applications // International Journal of Biological Macromolecules. -2020. - V. 154. - P. 390-412.

160. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Dysin A. P., Volkova O. V., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Kurliuk A. V., Shakola T. V. Ultrasound-assisted Cu(I)-catalyzed azide-alkyne click cycloaddition as polymer-analogous transformation in chitosan chemistry. High antibacterial and transfection activity of novel triazol betaine chitosan derivatives and their nanoparticles // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 137. - P. 592-603.

161. Li Q., Sun X., Gu G., Guo Z. Novel Water Soluble Chitosan Derivatives with 1,2,3-Triazolium and Their Free Radical-Scavenging Activity // Marine drugs. - 2018. -V. 16, № 4. - P. 107.

162. Hajipour A. R., Abolfathi P. Novel triazole-modified chitosan@nickel nanoparticles: efficient and recoverable catalysts for Suzuki reaction // New Journal of Chemistry. - 2017. - V. 41, № 6. - P. 2386-2391.

163. Kritchenkov A. S., Bokach N. A., Starova G. L., Kukushkin V. Y. A palladium(II) center activates nitrile ligands toward 1,3-dipolar cycloaddition of nitrones substantially more than the corresponding platinum(II) center // Inorganic Chemistry. -2012. - V. 51, № 21. - P. 11971-9.

164. Kritchenkov A. S., Luzyanin K. V., Bokach N. A., Kuznetsov M. L., Gurzhiy V. V., Kukushkin V. Y. Selective Nucleophilic Oxygenation of Palladium-Bound

123

Isocyanide Ligands: Route to Imine Complexes That Serve as Efficient Catalysts for Copper-/Phosphine-Free Sonogashira Reactions // Organometallics. - 2013. - V. 32, № 6. - P. 1979-1987.

165. Hamed A. A., Abdelhamid I. A., Saad G. R., Elkady N. A., Elsabee M. Z. Synthesis, characterization and antimicrobial activity of a novel chitosan Schiff bases based on heterocyclic moieties // Int J Biol Macromol. - 2020. - V. 153. - P. 492-501.

166. Mansour H. Thiophenethieno[2,3-b]pyridine-chitosan nanorods; synthesis, characterization, BSA-Binding and kinetic interactions with BSA, antibacterial and in-vitro release studies // Journal of Molecular Structure. - 2020. - V. 1219. - P. 128611.

167. Kritchenkov A. S., Kurasova M. N., Godzishevskaya A. A., Mitrofanova E. S., Egorov A. R., Yagafarov N. Z., Ballesteros Meza M. J., Tskhovrebov A. G., Artemjev A. A., Andrusenko E. V., Khrustalev V. N. High antibacterial activity and low toxicity of pyridoxal derivatives of chitosan and their nanoparticles // Mendeleev Communications. - 2021. - V. 31, № 4. - P. 504-506.

168. Wang W. Q., Meng Q. Y., Li Q., Liu J. B., Zhou M., Jin Z., Zhao K. Chitosan Derivatives and Their Application in Biomedicine // INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES. - 2020. - V. 21, № 2.

169. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Yagafarov N. Z., Volkova O. V., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Kurliuk A. V., Khrustalev V. N. Efficient reinforcement of chitosan-based coatings for Ricotta cheese with non-toxic, active, and smart nanoparticles // Progress in Organic Coatings. - 2020. - V. 145. - P. 105707.

170. Kritchenkov A. S., Kletskov A. V., Egorov A. R., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Zhaliazniak N. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. New water-soluble chitin derivative with high antibacterial properties for potential application in active food coatings // Food Chemistry. - 2020. - V. 343. - P. 128696.

171. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Volkova O. V., Artemjev A. A., Kurliuk A. V., Anh Le T., Hieu Truong H., Le-Nhat-Thuy G., Van Tran Thi T., Van Tuyen N., Khrustalev V. N. Novel biopolymer-based nanocomposite food coatings that exhibit active and smart properties due to a single type of nanoparticles // Food Chemistry. -2021. - V. 343. - P. 128676.

172. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Kurasova M. N., Volkova O. V., Meledina T. V., Lipkan N. A., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Dysin A. P., Egorov M. Y., Savicheva E. A., dos Santos W. M. Novel non-toxic high efficient antibacterial azido chitosan derivatives with potential application in food coatings // Food Chemistry. - 2019. - V. 301. - P. 125247.

173. Kritchenkov A. S., Lipkan N. A., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Egorov A. R., Volkova O. V., Meledina T. V., Suchkova E. P., Zabodalova L. A., Dysin A. P. Synthesis and Antibacterial Activity of Chitin Tetrazole Derivatives // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2020. - V. 54, № 2. - P. 138-141.

174. Singh F. V., Wirth T. Selenium reagents as catalysts // Catalysis Science & Technology. - 2019. - V. 9, № 5. - P. 1073-1091.

175. Ninomiya M., Garud D., Koketsu M. Biologically significant selenium-containing heterocycles // Coordination Chemistry Reviews - COORD CHEM REV. -2011. - V. 255. - P. 2968-2990.

176. Elsherbini M., Hamama W., Zoorob H. Recent Advances in the Chemistry of Selenium-Containing Heterocycles: Five-Membered Ring Systems // Coordination Chemistry Reviews. - 2016. - V. 312. - P. 149.

177. Abdel-Hafez Sh H. Selenium containing heterocycles: synthesis, anti-inflammatory, analgesic and anti-microbial activities of some new 4-cyanopyridazine-3(2H)selenone derivatives // Eur J Med Chem. - 2008. - V. 43, № 9. - P. 1971-7.

178. Al-Smadi M., Al-Momani F. Synthesis, characterization and antimicrobial activity of new 1,2,3-selenadiazoles // Molecules (Basel, Switzerland). - 2008. - V. 13, № 11. - P. 2740-2749.

179. Khrustalev V. N., Grishina M. M., Matsulevich Z. V., Lukiyanova J. M., Borisova G. N., Osmanov V. K., Novikov A. S., Kirichuk A. A., Borisov A. V., Solari E., Tskhovrebov A. G. Novel cationic 1,2,4-selenadiazoles: synthesis via addition of 2-pyridylselenyl halides to unactivated nitriles, structures and four-center Se—N contacts // Dalton Transactions. - 2021. - V. 50, № 31. - P. 10689-10691.

180. Kritchenkov A. S., Zhaliazniak N. V., Egorov A. R., Lobanov N. N., Volkova O. V., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Rubanik V. V.,

125

Rubanik V. V., Yagafarov N. Z., Khomik A. S., Khrustalev V. N. Chitosan derivatives and their based nanoparticles: ultrasonic approach to the synthesis, antimicrobial and transfection properties // Carbohydrate Polymers. - 2020. - V. 242. - P. 116478.

181. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Artemjev A. A., Kritchenkov I. S., Volkova O. V., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Rubanik V. V., Tskhovrebov A. G., Yagafarov N. Z., Khrustalev V. N. Ultrasound-assisted catalyst-free thiol-yne click reaction in chitosan chemistry: Antibacterial and transfection activity of novel cationic chitosan derivatives and their based nanoparticles // International Journal of Biological Macromolecules. -2020. - V. 143. - P. 143-152.

182. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Volkova O. V., Kritchenkov I. S., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. Ultrasound-assisted catalyst-free phenol-yne reaction for the synthesis of new water-soluble chitosan derivatives and their nanoparticles with enhanced antibacterial properties // International Journal of Biological Macromolecules. - 2019. - V. 139. - P. 103-113.

183. Jindal D. K., Singh S. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CHITIN co-(ACETATE/SUCCINATE) COPOLYMERS // International Journal of Pharmacy and Biological Sciences. - 2016. - V. 6, № 3. - P. 49-54.

184. Tsaih M. L., Chen R. H. The effect of reaction time and temperature during heterogenous alkali deacetylation on degree of deacetylation and molecular weight of resulting chitosan // Journal of Applied Polymer Science. - 2003. - V. 88, № 13. - P. 2917-2923.

185. Lamarque G., Viton C., Domard A. Comparative Study of the First Heterogeneous Deacetylation of a- and P-Chitins in a Multistep Process // Biomacromolecules. - 2004. - V. 5, № 3. - P. 992-1001.

186. Ngo T. H. D., Ngo D. N. Effects of low-frequency ultrasound on heterogenous deacetylation of chitin // International Journal of Biological Macromolecules. - 2017. -V. 104. - P. 1604-1610.

187. Davidson R. S., Safdar A., Spencer J. D., Robinson B. Applications of ultrasound to organic chemistry // Ultrasonics. - 1987. - V. 25, № 1. - P. 35-39.

188. Fiamingo A., Delezuk J. A. D., Trombotto S., David L., Campana S. P. Extensively deacetylated high molecular weight chitosan from the multistep ultrasound-assisted deacetylation of beta-chitin // Ultrasonics Sonochemistry. - 2016. - V. 32. - P. 79-85.

189. Duong N. T. H., Nghia N. D. Effects of low-frequency ultrasound on heterogenous deacetylation of chitin // International Journal of Biological Macromolecules. - 2017. - V. 104. - P. 1604-1610.

190. Kurita K., Inoue S., Nishimura S.-I. Preparation of soluble chitin derivatives as reactive precursors for controlled modifications: Tosyl- and iodo-chitins // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. - 1991. - V. 29, № 6. - P. 937-939.

191. Kurita K., Koyama Y., Inoue S., Nishimura S. ((Diethylamino)ethyl)chitins: preparation and properties of novel aminated chitin derivatives // Macromolecules. -1990. - V. 23, № 11. - P. 2865-2869.

192. Park I. K., Park Y. H. Preparation and structural characterization of water-soluble O-hydroxypropyl chitin derivatives // Journal of Applied Polymer Science. -2001. - V. 80, № 13. - P. 2624-2632.

193. Pourjavadi A., Seidi F., Salimi H. Synthesis of Novel Water-Soluble Aminodeoxychitin Derivatives // Starch - Stärke. - 2007. - V. 59, № 11. - P. 557-562.

194. Nishi N., Nishimura S.-i., Ebina A., Tsutsumi A., Tokura S. Preparation and characterization of water-soluble chitin phosphate // International Journal of Biological Macromolecules. - 1984. - V. 6, № 1. - P. 53-54.

195. Peng N., Ai Z., Fang Z., Wang Y., Xia Z., Zhong Z., Fan X., Ye Q. Homogeneous synthesis of quaternized chitin in NaOH/urea aqueous solution as a potential gene vector // Carbohydrate Polymers. - 2016. - V. 150. - P. 180-186.

196. Ding F. Y., Shi X. W., Li X. X., Cai J., Duan B., Du Y. M. Homogeneous synthesis and characterization of quaternized chitin in NaOH/urea aqueous solution // Carbohydrate Polymers. - 2012. - V. 87, № 1. - P. 422-426.

197. Jayakumar R., Prabaharan M., Nair S. V., Tokura S., Tamura H., Selvamurugan N. Novel carboxymethyl derivatives of chitin and chitosan materials and

their biomedical applications // Progress in Materials Science. - 2010. - V. 55, № 7. - P. 675-709.

198. Verlee A., Mincke S., Stevens C. V. Recent developments in antibacterial and antifungal chitosan and its derivatives // Carbohydrate Polymers. - 2017. - V. 164. - P. 268-283.

199. Muzzarelli R. A. A. CHAPTER 3 - CHITIN CHEMISTRY // Chitin / Muzzarelli R. A. A.Pergamon, 1977. - P. 87-154.

200. Yang Y., Cai Z., Huang Z., Tang X., Zhang X. Antimicrobial cationic polymers: from structural design to functional control // Polymer Journal. - 2018. - V. 50, № 1. - P. 33-44.

201. Egorov A. R., Kirichuk A. A., Rubanik V. V., Rubanik V. V., Tskhovrebov A. G., Kritchenkov A. S. Chitosan and Its Derivatives: Preparation and Antibacterial Properties // Materials. - 2023. - V. 16, № 18. - P. 6076.

202. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Volkova O. V., Artemjev A. A., Kurliuk A. V., Le T. A., Truong H. H., Le-Nhat-Thuy G., Thi T. V. T., Tuyen N. V., Khrustalev V. N. Novel biopolymer-based nanocomposite food coatings that exhibit active and smart properties due to a single type of nanoparticles // FOOD CHEMISTRY. - 2021. - V. 343.

203. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Volkova O. V., Zabodalova L. A., Suchkova E. P., Yagafarov N. Z., Kurasova M. N., Dysin A. P., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Khrustalev V. N. Active antibacterial food coatings based on blends of succinyl chitosan and triazole betaine chitosan derivatives // FOOD PACKAGING AND SHELF LIFE. -2020. - V. 25.

204. Olmos D., Gonzalez-Benito J. Polymeric Materials with Antibacterial Activity: A Review // Polymers. - 2021. - V. 13. - P. 613.

205. Chandrasekaran M., Kim K. D., Chun S. C. Antibacterial Activity of Chitosan Nanoparticles: A Review // Processes. - 2020. - V. 8, № 9.

206. Sacco P., Pedroso-Santana S., Kumar Y., Joly N., Martin P., Bocchetta P. Ionotropic Gelation of Chitosan Flat Structures and Potential Applications // Molecules. - 2021. - V. 26, № 3.

207. Wang W., Meng Q., Li Q., Liu J., Zhou M., Jin Z., Zhao K. Chitosan Derivatives and Their Application in Biomedicine // International Journal of Molecular Sciences. - 2020. - V. 21, № 2. - P. 487.

208. Ardean C., Davidescu C. M., Neme§ N. S., Negrea A., Ciopec M., Duteanu N., Negrea P., Duda-Seiman D., Musta V. Factors Influencing the Antibacterial Activity of Chitosan and Chitosan Modified by Functionalization // International Journal of Molecular Sciences. - 2021. - V. 22, № 14. - P. 7449.

209. Kritchenkov A. S., Egorov A. R., Kurasova M. N., Volkova O. V., Meledina T. V., Lipkan N. A., Tskhovrebov A. G., Kurliuk A. V., Shakola T. V., Dysin A. P., Egorov M. Y., Savicheva E. A., Dos Santos W. M. Novel non-toxic high efficient antibacterial azido chitosan derivatives with potential application in food coatings // Food Chem. - 2019. - V. 301. - P. 125247.

210. Shao L. X., Li Y. M., Lu J. M., Jiang X. F. Recent progress in selenium-catalyzed organic reactions // ORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS. - 2019. - V. 6, № 16. - P. 2999-3041.

211. Chen F., Tan C. K., Yeung Y.-Y. C2-Symmetric Cyclic Selenium-Catalyzed Enantioselective Bromoaminocyclization // Journal of the American Chemical Society. -2013. - V. 135, № 4. - P. 1232-1235.

212. Balkrishna S. J., Prasad C. D., Panini P., Detty M. R., Chopra D., Kumar S. Isoselenazolones as Catalysts for the Activation of Bromine: Bromolactonization of Alkenoic Acids and Oxidation of Alcohols // The Journal of Organic Chemistry. - 2012.

- V. 77, № 21. - P. 9541-9552.

213. Balkrishna S. J., Prasad C. D., Panini P., Detty M. R., Chopra D., Kumar S. Isoselenazolones as Catalysts for the Activation of Bromine: Bromolactonization of Alkenoic Acids and Oxidation of Alcohols // JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY.

- 2012. - V. 77, № 21. - P. 9541-9552.

214. Front Matter // A New History of Vaccines for Infectious Diseases / Rees A. R.Academic Press, 2022. - P. iii.

215. Grayson M. L., Cosgrove S., Crowe S. M., McCarthy J. S., Hope W., Mills J., Mouton J. W., Paterson D. L. Principles of antimicrobial use // Kucers the Use of AntibioticsCRC Press, 2017. - P. 3-8.

216. Khaleel A. K., Shaari R. B., Nawi M. A. A., Al-Yassiri A. M. H. Toxicological Aspects of Fluoroquinolones Administration: A Literature Review // Egyptian Journal of Chemistry. - 2022. - V. 65, № 5. - P. 561-569.

217. Jorgensen S. C. J., Mercuro N. J., Davis S. L., Rybak M. J. Delafloxacin: Place in Therapy and Review of Microbiologic, Clinical and Pharmacologic Properties // Infectious Diseases and Therapy. - 2018. - V. 7, № 2. - P. 197-217.

218. Estradé O., Vozmediano V., Carral N., Isla A., González M., Poole R., Suarez E. Key Factors in Effective Patient-Tailored Dosing of Fluoroquinolones in Urological Infections: Interindividual Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Variability // Antibiotics. - 2022. - V. 11, № 5.

219. Jampilek J., Kralova K. Advances in Nanostructures for Antimicrobial Therapy // Materials. - 2022. - V. 15, № 7. - P. 2388.

220. Chen Y., Huang Y., Jin Q. Polymeric Nanoplatforms for the Delivery of Antibacterial Agents // Macromolecular Chemistry and Physics. - 2022. - V. 223, № 5.

- P. 2100440.

221. Ndayishimiye J., Kumeria T., Popat A., Falconer J. R., Blaskovich M. A. T. Nanomaterials: The New Antimicrobial Magic Bullet // ACS Infectious Diseases. - 2022.

- V. 8, № 4. - P. 693-712.

222. Al-Obaidi H., Kalgudi R., Zariwala M. G. Fabrication of inhaled hybrid silver/ciprofloxacin nanoparticles with synergetic effect against Pseudomonas aeruginosa // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. - 2018. - V. 128. - P. 2735.

223. Levofloxacin-Loaded Nanoparticles Decrease Emergence of Fluoroquinolone Resistance in Escherichia coli // Microbial Drug Resistance. - 2018. - V. 24, № 8. - P. 1098-1107.

224. Anwer M. K., Iqbal M., Muharram M. M., Mohammad M., Ezzeldin E., Aldawsari M. F., Alalaiwe A., Imam F. Development of Lipomer Nanoparticles for the

130

Enhancement of Drug Release, Anti-Microbial Activity and Bioavailability of Delafloxacin // Pharmaceutics. - 2020. - V. 12, № 3. - P. 252.

225. Complex Systems and Computational Biology Approaches to Acute Inflammation. 2013. - 1-291 c.

226. Nozaki S. Effects of amounts of additives on peptide coupling mediated by a water-soluble carbodiimide in alcohols // The Journal of Peptide Research. - 1999. - V. 54, № 2. - P. 162-167.

227. Semenov K. N., Charykov N. A., Keskinov V. A., Kritchenkov A. S., Murin

I. V. Fullerenol-d Solubility in Fullerenol-d-Inorganic Salt-Water Ternary Systems at 25 degrees C // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2013. - V. 52, № 46. - P. 16095-16100.

228. Zhanel G. G., Walkty A., Vercaigne L., Karlowsky J. A., Embil J., Gin A. S., Hoban D. J. The New Fluoroquinolones: A Critical Review // Canadian Journal of Infectious Diseases. - 1999. - V. 10. - P. 378394.

229. Sahariah P., Masson M. Antimicrobial Chitosan and Chitosan Derivatives: A Review of the Structure-Activity Relationship // Biomacromolecules. - 2017. - V. 18, №

II. - P. 3846-3868.

230. Chandrasekaran M., Kim K. D., Chun S. C. Antibacterial Activity of Chitosan Nanoparticles: A Review // Processes. - 2020. - V. 8, № 9. - P. 1173.

231. Confederat L. G., Tuchilus C. G., Dragan M., Sha'at M., Dragostin O. M. Preparation and Antimicrobial Activity of Chitosan and Its Derivatives: A Concise Review // Molecules. - 2021. - V. 26, № 12. - P. 3694.

232. Kong M., Chen X. G., Xing K., Park H. J. Antimicrobial properties of chitosan and mode of action: A state of the art review // International Journal of Food Microbiology. - 2010. - V. 144, № 1. - P. 51-63.

233. Al-Zahrani S. S., Bora R. S., Al-Garni S. M. Antimicrobial activity of chitosan nanoparticles // Biotechnology & Biotechnological Equipment. - 2021. - V. 35, № 1. -P. 1874-1880.

234. Bioassay Techniques for Drug Development. / Rahman A.-u., Choudhary M. I., J Thomson W., 2005.

235. Sahm D. H. Antibacterial susceptibility tests: dilution methods // Manual of clinical microbiology / Murray P. R. - Washington, D.C.: ASM Press, 1991. - P. 11051116.

236. Rathore H., Mittal S., Kumar S. Synthesis, characterization and antifungal activities of 3d-transition metal complexes of 1-acetylpiperazinyldithiocarbamate, M (acpdtc) 2 // Pestic Res J. - 2000. - V. 12. - P. 103-107.

237. Raik S. V., Poshina D. N., Lyalina T. A., Polyakov D. S., Vasilyev V. B., Kritchenkov A. S., Skorik Y. A. N-[4-(N,N,N-trimethylammonium)benzyl]chitosan chloride: Synthesis, interaction with DNA and evaluation of transfection efficiency // Carbohydrate Polymers. - 2018. - V. 181. - P. 693-700.